橡胶配方设计基本原理

重点整理橡胶配方设计(Rubber Formula Design)第一章橡胶配方设计原理原料特性、工艺性能、成本核算一、拉伸强度(Tensile Strength)1.拉伸破坏理论高聚物实际破坏强度（橡胶≈20MPa）远小于理论强度（≈15GPa）。

（1）Taylor分子论观点结构不均匀性（橡胶自身无规、硫化键类型不同、填充体系分散不均匀等）⇒负载不均匀，产生应力集中，引起共价键断裂，形成局部断裂微点⇒应力集中下，断裂微点产生裂缝，裂缝进一步发展导致断裂。

（2）Griffith唯象论观点材料内部存在缺陷（空气或水分产生气泡、杂质、溶解度参数差异导致界面分离、划痕等）⇒空穴或裂缝尖端产生应力集中，形成裂纹⇒裂纹发展导致断裂2.生胶体系（1）分子结构分子间作用力大、含有极性取代基，拉伸强度高（如CR、氯化聚乙烯CM）；含有支链导致排列不规则，拉伸强度低（如丁二烯聚合过程中产生不同结构的链节）。

（2）分子量分子量大（端基缺陷影响小，物理缠结点多）、门尼黏度值大，拉伸强度高。

（3）结晶与取向有利于拉伸强度，自补强橡胶NR、CR、IR、CM拉伸强度高。

（4）橡塑共混增强方式之一，如NBR/PVC、EPDM/PP。

3.硫化体系（1）交联密度交联密度增加，拉伸强度先上升后下降。

原因：起初，交联使承担外力分子链数目增加，网链承载均匀。

进一步增加交联密度，网链承载不均匀，链段运动受阻，易产生应力集中。

不同橡胶柔顺性不同，适宜交联密度不同（如硫黄加入量NR2.5phr＞SBR1.8~2.0phr＞EPDM1.5phr）。

硫黄用量显著影响交联密度，拉伸强度随硫黄用量增加，先上升后下降。

（2）交联键类型拉伸强度：—S x—＞—S1,2—＞—C—C—。

原因：多硫键键能虽低，但柔软易变形，拉伸过程中耗散大量能量，且断裂后产生自由基易重新结合。

准速级促进剂与中速级联用，如M、DM与D并用。

4.补强填充体系（1）补强剂结构粒径小、结构度高、表面活性高，拉伸强度高。

丁腈橡胶配方设计丁腈橡胶是一种弹性好、耐磨、耐油、抗老化的合成橡胶，广泛应用于汽车、航空、航天、建筑、电子等工业领域。

在进行丁腈橡胶配方设计时，需要考虑橡胶的物理性能要求、使用条件、预期的加工工艺以及成本等因素。

以下是一种基础的丁腈橡胶配方设计：1.原料选择：丁腈橡胶：60份填充剂（炭黑）：50份防老剂（RD）：1.5份活性剂（ZnO）：4份加工助剂（硅石蜡）：2份防裂剂（硫）：0.8份软化剂（芳烃油）：10份促进剂（MBTS）：1.2份稳定剂（TMQ）：0.5份2.配方设计原理：填充剂：填充剂的添加可以提高橡胶的强度、硬度和耐磨性，炭黑是常用的填充剂，可以提高橡胶的机械性能。

防老剂：防老剂的添加可以提高橡胶的抗氧化性能，延长橡胶的使用寿命。

活性剂：活性剂的添加可以促进硫化反应的进行，提高橡胶硫化的速度和效果。

加工助剂：加工助剂的添加可以改善橡胶的加工性能，使得橡胶更易于加工成型。

防裂剂：防裂剂的添加可以提高橡胶的耐裂性能，延长橡胶的使用寿命。

软化剂：软化剂的添加可以增加橡胶的柔软性和弯曲性，改善橡胶的可塑性。

促进剂：促进剂的添加可以提高橡胶的硫化速度和效果，加快橡胶的硫化反应。

稳定剂：稳定剂的添加可以防止橡胶在长期暴露于高温、氧化等环境下发生劣化。

3.配方比例：根据上述原料选择和设计原理，将各个原料按照配方比例加入到橡胶中，进行混炼、硫化等工艺步骤，最后得到丁腈橡胶。

需要注意的是，丁腈橡胶的配方设计不仅仅包括上述的几种原料和比例，还需要根据具体的使用要求和加工工艺进行调整。

不同的应用领域和使用条件可能需要调整填充剂的种类和比例、添加其他功能性添加剂等。

因此，建议根据具体的使用要求和条件，进行实验研究和调整，以得到最优的丁腈橡胶配方设计。

天然橡胶的‎配方设计天然橡胶是‎不饱和的、具有结晶性‎的二烯类橡‎胶。

具有良好的‎弹性、较高的机械‎强度和优越‎的加性能，是应用最早‎且最广泛的‎胶种。

1.硫化体系天然橡胶适‎用的硫化剂‎有硫、硒、碲；硫黄给予体‎；有机过氧化‎物；酯类；醌类等。

使用时应根‎据制品的不‎同性能要求‎而分别采用‎不同类型的‎硫化体系。

硫黄硫化体‎系按促进剂‎的用量与硫‎黄用量的比‎例变化可以‎组成三种不‎同特点的硫‎化体系：普通硫黄硫‎化体系、半有效硫黄‎硫化体系、有效硫黄硫‎化体系。

普通硫黄硫‎化体系（常规硫化体‎系，又称高硫低‎促体系）是采用高量‎的硫黄和低‎量的进剂配‎合的硫化体‎系，其交联键以‎多硫键为主‎，老化前胶料‎的通用物理‎机械性能较‎好，表现为强度‎高、弹性好、耐磨性高，其成本低，但耐热性、耐老化性差‎，硫化时返原‎性大。

由于天然橡‎胶不饱和度‎大，硫黄用量可‎比合成橡胶‎多，在软质橡胶‎制品中硫黄‎用量大约为‎2～3份，常用1.75～2.75份。

促进剂用量‎在1份以下‎，硫黄用量在‎2.5份以上时‎，物理机械性‎能如拉伸强‎度、伸长率变化‎不大，而永久变形‎、硬度和定伸‎应力增加。

使用促进剂‎有M、DM、CZ、NOBS、D、TT等，可以单用也‎可并用，常见并用形‎式有D M、D/TS、D/DM、M/H、M/TT、M/TS、CZ/TT、DM/D/H、DM/M/TT、DM/TT、CZ/DM、NOBS/DM等等。

半有效硫化‎体系介于普‎通硫黄化体‎系和有效硫‎黄硫化体系‎之间。

半有效硫化‎体系是由中‎等硫黄用量‎（1～1.7份）和促进剂组‎成。

交联键中既‎有多硫键也‎有单、双硫键。

其硫化胶兼‎有耐热、耐疲劳和抗‎硫化返原等‎多种综合功‎能，因此获得广‎泛应用。

典型配有S‎/NS(1.5/1.5)、S/NS/DTDM(1.5/0.6/0.6)。

硫黄用量对‎天然橡胶硫‎化胶性能的‎影响见表1表1硫黄用‎量对天然橡‎胶硫化胶性‎能的影响酯类硫化体‎系是指氨基‎甲酸酯交联‎体系，它是二异氰‎酸酯（TDI、MDI）和对亚硝基‎苯酚的加成‎物（对醌单肟氨‎基甲酸酯），能赋予天然‎橡胶良好的‎抗返原性、耐热性和耐‎老化性。

橡胶配方设计知识点归纳橡胶配方设计是橡胶制品生产过程中的重要环节，涉及橡胶成分的选择和合理配比等方面。

本文将从橡胶材料的选择、添加剂的选用、硫化系统的设计以及橡胶配方的优化等几个方面，对橡胶配方设计的知识点进行归纳和阐述。

1. 橡胶材料的选择橡胶制品的性能取决于选择的橡胶材料。

橡胶材料常见的有天然橡胶和合成橡胶。

天然橡胶具有良好的弹性和抗拉性能，但耐磨性较差；合成橡胶种类繁多，可以根据需要选择不同种类的合成橡胶，如丁腈橡胶、丁苯橡胶等。

在橡胶配方设计中，需要根据产品的要求选择合适的橡胶材料，并进行混炼。

2. 添加剂的选用除了橡胶材料外，配方中通常还需要添加各种添加剂来改善橡胶制品的性能。

添加剂包括增塑剂、增强剂、防老剂、硫化剂等。

增塑剂可提高橡胶的柔软性和可加工性，增强剂可以提高橡胶的强度和耐磨性，防老剂可以延长橡胶制品的使用寿命，而硫化剂则是橡胶配方中必不可少的成分，其作用是促使橡胶发生硫化反应，使之具有弹性。

3. 硫化系统的设计硫化系统是橡胶配方设计中的关键部分。

硫化反应是橡胶成型过程中的一项重要工艺，通过将硫化剂加入橡胶中，发生交联反应，使橡胶具有更好的力学性能和耐用性。

硫化系统的设计包括硫化剂的选择、硫化剂与促进剂的配比、硫化温度和时间等因素。

不同的橡胶制品对硫化系统的要求有所不同，因此在配方设计时需要根据具体情况进行调整和优化。

4. 橡胶配方的优化橡胶配方的优化是指通过合理的调整橡胶配方的比例和成分，以获得最佳的橡胶制品性能。

橡胶配方的优化需要综合考虑多种因素，如橡胶材料、添加剂的选择和比例、硫化系统的设计等。

通过试验和实践，不断调整和改进配方，可以使橡胶制品的性能得到提高，达到更好的使用效果。

总结：橡胶配方设计是橡胶制品生产中不可或缺的一环，涉及橡胶材料的选择、添加剂的选用、硫化系统的设计以及配方的优化等多个方面。

只有通过科学合理的配方设计，才能制备出性能稳定、质量可靠的橡胶制品。

因此，在进行橡胶配方设计时，需要充分考虑各种因素，并根据具体要求进行精确的调整和优化，以获得最佳的产品性能。

橡胶基本配方橡胶是一种重要的高分子材料，广泛应用于各行各业。

在橡胶制造过程中，橡胶基本配方是一个非常重要的环节。

正确的橡胶基本配方不仅能够提高橡胶制品的质量，还能够提高生产效率，节约原材料，降低成本。

本文就来介绍一下橡胶基本配方的相关知识。

一、配方的概念橡胶制品的配方是指根据橡胶的性质，结合使用要求和生产工艺，选用各种助剂和填料按照一定比例加入橡胶中制成一种具有特定性能的复合材料。

一般来说，一个橡胶制品配方中会包括以下几种材料：1. 橡胶橡胶是橡胶制品的主要原材料，可根据不同的使用要求选用不同的橡胶种类。

常见的橡胶种类有天然橡胶（NR）、合成橡胶（SBR、NBR、EPDM等）等。

2. 助剂助剂是指能够促进橡胶加工、改善橡胶品质或为橡胶制品赋予特殊性能的各种化学品。

根据不同的使用要求，可选用各种助剂，如硫化剂、加工油、防老剂、促进剂、填充剂、增塑剂、染色剂等。

3. 填料填料是指用于增加橡胶制品硬度、耐磨性、强度和耐用性等性能的各种粉状、晶状或纤维状材料。

填料可分为无机填料和有机填料两种。

二、配方的原则正确的橡胶基本配方要符合以下原则：1. 合理选用橡胶种类不同种类的橡胶在性能上有很大的区别，如天然橡胶的机械性能和耐磨性较好，而氯丁橡胶的耐油性和耐溶剂性较好。

因此，在制定配方时要根据具体的使用要求，选择合适的橡胶种类。

2. 适当添加助剂各种助剂都有不同的作用，如硫化剂是橡胶硫化的必要成分，加工油能起到润滑、防粘等作用等。

要根据具体的使用要求，选择合适的助剂种类和使用量。

3. 合理选用填料填料对橡胶制品的性能影响很大，可增加硬度、耐磨性、强度和耐用性等，但过多的填料会影响橡胶制品的弯曲和抗拉性能。

因此，在制定配方时要根据具体的使用要求，选择合适的填料种类和使用量。

4. 保证配方的一致性和稳定性在制定配方时，应采用合适的计量方法，保证每个批次的配方比例一致，并且在使用过程中不会发生变化。

同时，要考虑到各种成分的相容性，避免发生配方不稳定或相容性不良的情况。

橡胶配方由什么组成及其作用是什么？橡胶实际上就是通过提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，经由生产加工后制作而成的具备弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。

高弹性的高分子化合物。

可分为天然橡胶与合成橡胶两种。

天然橡胶是在橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后生产加工制作而成；合成橡胶则由各类单体经聚合反应而得。

现今橡胶制品已广泛应用于工业或生活的各方面。

那么，橡胶具体是如何制作而成的配方中都有哪些组成成分呢？下面小弗就给大家简单介绍一下橡胶配方的组成成分都有哪些。

一、橡胶配方的组成橡胶配方中含有很多种成份,这类成份也称之为配合剂。

每一种成份在胶料中起到着不同的效果。

就是因为很多种配合剂的共同反应才使胶料有着相应的物理机械性能和生产加工特性,胶料配方由下述几部份构成(1)生胶为配方的关键材料,可是单一胶种,也可以是2种或2种以上的胶种并用,或为橡塑共混料。

生胶的品类和在配方中的含量决定了胶料最基础的特性,比如配方中生胶为天然橡胶,则此配方胶料有着优质的拉伸强度、伸长率、撕裂强度及优良的弹性;生胶为丁腈橡胶,则该配方胶料有着优质的耐油性能等.(2)硫化体系包含硫化剂、促进剂和活性剂。

硫化剂如硫黄、过氧化物、硫黃给子体等,在配方中的作用是使橡胶大分子间形成交联,形成网状三维结构,使橡胶有着较高的强度、弹性等物理机械性能;促进剂在配方中的效果是促进硫化速率、减少硫化时长,其品类有噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类、胍类和硫脲类等;活性剂的效果是增强促进剂的活性,也称之为助促进剂。

关键品类是金属氧化物如氧化锌和有机酸如硬脂酸等。

硫化剂、促进剂、活性剂这三类共同反应使胶料达到充足硫化面有着一定的物理机械性能.(3)防护体系在配方中的关键作用是防止橡胶制品在储在储存、应用环节中受光、热、空气中氧气效果形成降解,或更进一步交联、硬化等老化问题。

其关键品类有各类胺类和取代酚。

(4)补强填充体系补强剂包含各种类型的炭黑、白炭黑,在胶料中起补强效果。

橡胶配方设计一、橡胶配方设计的基本原则1.1 满足产品性能要求橡胶制品的性能要求包括力学性能、耐热性、耐寒性、耐油性、耐酸碱性等，配方设计要根据产品使用环境和使用要求，合理选择各种橡胶材料和助剂，以满足产品的各项性能指标。

1.2 经济适用橡胶材料和助剂价格不同，配方设计时要考虑成本因素，经济适用是保证产品竞争力的重要因素。

1.3 生产工艺可行橡胶制品生产工艺复杂，配方设计时需要考虑生产工艺可行性，避免出现生产难度大、成本高等问题。

二、橡胶配方中各种材料及其作用2.1 橡胶材料常用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶和再生橡胶。

天然橡胶具有优异的物理机械性能和加工特性，但价格较高；合成橡胶种类繁多，具有多样化的物理机械性能和加工特性，但价格相对较低；再生橡胶是回收废旧橡胶制品后经过加工处理得到的材料，价格低廉，但物理机械性能和加工特性相对较差。

2.2 填料填料是橡胶配方中的重要组成部分，可以改善橡胶制品的力学性能、耐热性、耐寒性等特性。

常用的填料有碳黑、白炭黑、滑石粉、硅灰等。

2.3 功能助剂功能助剂可以改善橡胶制品的物理机械性能、加工特性和使用寿命。

常用的功能助剂有增塑剂、硫化剂、促进剂等。

2.4 加工助剂加工助剂可以提高橡胶混炼和成型的效率和质量。

常用的加工助剂有防老化剂、润滑剂等。

三、橡胶配方设计流程3.1 确定产品要求根据产品使用环境和使用要求，确定产品各项指标要求，如强度、硬度、耐磨损性等。

3.2 选择合适数量级的材料根据产品要求和经济适用原则，选择合适数量级的橡胶材料、填料和助剂。

3.3 设计初步配方根据所选材料的特性和配比原则，设计初步配方，并进行小批量试制，测试各项性能指标。

3.4 优化配方根据试制结果，对配方进行优化调整，再次试制并测试各项性能指标，直至达到产品要求。

3.5 稳定生产确定最终配方后，进行大批量生产，并对生产过程中的各项参数进行控制和调整，保证产品稳定性能。

四、橡胶配方设计常见问题及解决方法4.1 配方中填料过多或过少导致产品性能不稳定。

橡胶配方是如何设计橡胶配方的设计是根据特定的应用要求和所需的性能指标进行的。

一个有效的橡胶配方应包括橡胶基础配方、添加剂、加工制备及调整等几个方面。

橡胶基础配方是橡胶制品配方设计的基础，通常包括橡胶和填充剂、增强剂、软化剂等的组成比例。

橡胶的选择取决于应用的条件和要求，比如耐磨性、耐高温性等。

填充剂可以提高橡胶的硬度、强度和耐磨性，比如炭黑、白炭黑等，增强剂可以增强橡胶的机械性能，如碳酸镁、碳酸钙等。

软化剂可以提高橡胶的可加工性和可拉伸性，例如可溶性橡胶（比如Stearic Acid）、并联型可塑剂（比如硫化剂）、干式再生胶（比如石蜡）、海藻糖酸钠、柔软木香脂、两性磺酸高聚物（比如丙烯酸）等。

添加剂是为了改善橡胶的特性而加入的。

常见的添加剂有加工助剂、稳定剂、硫化剂、促进剂等。

加工助剂可以改善橡胶的加工性能，如降低摩擦系数、防止黏炼等。

稳定剂可以延长橡胶的使用寿命，防止老化、氧化等。

硫化剂和促进剂则可以促使橡胶的硫化反应，增强橡胶的强度和硬度。

加工制备是橡胶配方设计中的重要一环。

橡胶的加工通常包括混炼、塑化和硫化等过程。

混炼是为了将橡胶和各种添加剂充分混合，以便形成均匀的橡胶混合料。

常见的混炼设备有开炼机、混炼机、密炼机等。

塑化是用于改变橡胶的物理性质，使其适应特定的加工工艺。

塑化过程通常涉及加热、混合和挤出等。

硫化是通过加热使橡胶中的硫与橡胶分子发生反应，形成交联结构，从而使橡胶获得弹性和机械性能。

在配方设计过程中，还需要对配方进行调整和优化。

例如，根据橡胶配方中不同添加剂的相互作用、温度的影响以及橡胶配方在使用过程中出现的问题，进行适当的调整和优化。

同时，根据现有的技术和研究成果，可以采用试验和模拟的方法来优化配方，以提高橡胶的性能和使用寿命。

总之，橡胶配方的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑橡胶的性能需求、工艺特点和添加剂的相互作用等多个因素。

通过合理设计橡胶配方，可以满足不同应用领域对橡胶制品性能的要求，并提高橡胶制品的使用寿命和性能。

橡胶配方设计知识点总结橡胶配方设计是一项关键性工作，它直接决定了橡胶制品的性能和品质。

本文将对橡胶配方设计涉及的主要知识点进行总结，以帮助读者更好地理解和应用。

一、橡胶材料的选择橡胶材料的选择是橡胶配方设计的首要任务。

常见的橡胶材料包括天然橡胶（NR）、合成橡胶（如丁苯橡胶BR、乙丙橡胶EPDM等）以及特殊橡胶（如硅橡胶、氟橡胶等）。

在选择橡胶材料时，需考虑产品的使用环境、物理特性、耐热性、耐化学品性能等因素。

二、增强剂的添加增强剂的添加是橡胶配方设计中的重要环节。

常用的增强剂有炭黑、硅石、纤维素等，其作用是增强橡胶制品的强度、耐磨性和耐老化性。

在添加增强剂时，需根据产品的具体要求和使用条件进行合理配比，并考虑增强剂与橡胶材料的相容性，以确保配方的稳定性和性能的提升。

三、活性剂的选择活性剂在橡胶配方设计中起着催化剂的作用，可促进橡胶与增强剂、助剂的充分反应，从而提高产品性能。

常见的活性剂有硫化剂、过氧化物等。

在选择活性剂时，需考虑到橡胶材料的种类、加工方法和硫化条件等因素，并进行适量添加，以确保橡胶制品的硫化效果和性能要求。

四、助剂的应用助剂在橡胶配方设计中具有多种功能，如防老剂的添加可延缓橡胶制品的老化速度，增塑剂的使用可提高橡胶的可加工性等。

在应用助剂时，需根据产品的具体要求和使用条件进行选择，并注意助剂的添加量、相容性及对橡胶材料性能的影响。

五、填充剂的运用填充剂在橡胶配方设计中起到填充橡胶材料结构空隙的作用，可改善橡胶的加工性、强度和硬度。

常用的填充剂有石墨、滑石粉等。

在使用填充剂时，需考虑到填充剂与橡胶材料的相容性、添加量及对橡胶制品性能的影响，以确保配方的合理性和产品的品质。

六、配方的优化橡胶配方的优化是提高产品质量和性能的关键手段。

通过合理调整各成分的比例和添加量，优化橡胶配方能够实现降低成本、提高加工性能、改善产品性能等目标。

在进行配方优化时，需进行充分的实验验证，并根据实际情况进行调整和改进，以达到最佳的配方效果。

橡胶配方大全(一)橡胶配方设计的原那么能够概况如下：1、保证硫化胶具有指定的技术性能，使产品优质；2、在胶料和产品制造过程中加工工艺性能良好，使产品到达高产；3、本钞票低、价格廉价；4、所用的生胶、聚合物和各种原材料轻易得到；5、劳动生产率高，在加工制造过程中能耗少；6、符合环境保卫及卫生要求；任何一个橡胶配方都不可能在所有性能指标上到达全优。

在许多情况下，配方设计应遵循如下设计原那么：①在不落低质量的情况下，落低胶料的本钞票；②在不提高胶料本钞票的情况下，提高产品质量。

要使橡胶制品的性能、本钞票和加工工艺可行性三方面取得最正确的综合平衡。

用最少物质消耗、最短时刻、最小工作量，通过科学的配方设计方法，把握原材料配合的内在规律，设计出有用配方。

天然橡胶(NR)根底配方注：硫化时刻为140℃×10min，20min，40min，80min。

NBS为美国国家标准局编写Phr指每百质量份橡胶的重量数注：硫化时刻为145℃×25min，35min，50min氯丁橡胶(CR)根底配方注：硫化时刻为150℃×15min，30min，60min丁基橡胶(IIR)根底配方注：硫化时刻为150℃×20min，40min，80min；150℃×25min，50min，100min 丁腈橡胶〔NBR〕根底配方注：硫化时刻为150℃×10min，20min，80min顺丁橡胶(BR)根底配方注：硫化时刻为145℃×25min ，35min ，50min 异戊橡胶〔IR 〕根底配方注：硫化时刻为15℃×20min ，30min ，40min ，60min 。

纯胶配方采纳天然橡胶根底配方。

注：硫化条件在第三单体为DCDP 时为160℃×30min ，40min ，第三单体为ENB 时为160℃×10min ，20min注：硫化时刻为153℃×30min，40min ，50min 氯化丁基橡胶〔CIIR 〕根底配方 注：硫化时刻为153℃×30min ，40min ，50min 聚硫橡胶〔PSR 〕根底配方注：硫化时刻为150℃×30min ，40min ，50min 丙烯酸酯橡胶〔ACM 〕根底配方注：硫化条件为一段166℃×10min;二段硫化180℃×8h 。